Cuestiones de principio

Los principios de la física newtoniana se basan, como no podía ser menos, en lo circular de sus definiciones de magnitudes vectoriales y escalares como fuerzas y masa; la mecánica lagrangiana y los campos gauge, que para decirlo eufemísticamente la “extienden”, dicen no renunciar al fondo invariable de esas definiciones pero demandan elecciones para regular los grados de libertad redundantes. La ley de Weber permitía ya apreciar en el problema de Kepler los elementos constituyentes de los campos gauge incluso si prescindía por completo de la idea misma de campos —lo que cambia es el status mismo de las definiciones fundamentales, que se desdibujan. Los potenciales retardados permiten dar cuenta de los aspectos esenciales de la física moderna, incluidos los llamados efectos relativistas.

Lo conocido y lo desconocido se confunden el uno con el otro muy fácilmente. A nivel inmediato, para nosotros una fuerza es, por un lado, lo que induce movimiento, y por otro, lo que produce deformaciones en otros cuerpos. Pero la “fuerza” de la gravedad no deforma a los cuerpos cuando los fuerza a moverse, y en cambio si lo hace cuando no los fuerza —cuando permanece como potencial. Newton dijo que el torbellino del cubo de agua dando vueltas era debido a “fuerzas ficticias” centrífugas en un espacio absoluto, pero Empédocles había mostrado dos mil años antes que ese mismo cubo dando vueltas sobre nuestras cabezas contrarresta la fuerza de la gravedad.

¿Por dónde se empuña el eje del Polo? El Polo, lo que equilibra los extremos de la realidad, no se deja empuñar. Sin embargo el Taijitu nos invita a mirar desde su perspectiva. En cuanto a su espíritu, los tres principios de Newton se resumen tácitamente en la frase “nada se mueve si no lo mueve otra cosa”, esto es, nada se mueve sin una fuerza externa —y ni la relatividad, ni la mecánica cuántica, ni la moderna cosmología han pretendido nunca otra cosa. Todo está muerto, salvo por el empujón que algo externo le ha dado. Ahora bien, todo este prodigioso desarrollo de la ciencia moderna entendida como mecanicismo no es sino el despliegue de las consecuencias del principio de inercia, y el giro irónico es que se pueden realizar todos los cálculos de la física moderna, y muchos otros más, sin recurrir a este principio para nada.

El principio de equivalencia nos dice que la masa gravitatoria y la masa inerte son iguales o indiscernibles, y por eso la teoría general de la relatividad afirma que no hay diferencia entre la “fuerza” gravitatoria y las fuerzas ficticias. Este es un intento de caminar en dirección a una física relacional, pero después de terribles rodeos, y de arbitrar distintas versiones —muy débil, débil, medio-fuerte y fuerte- de dicho principio, se termina por volver al punto de partida, que es de lo que se trataba.

El punto de partida es el principio de inercia, del que nunca se querría prescindir. El principio de inercia, que de puro obvio se ha juzgado redundante, esconde toda la intencionalidad de los razonamientos en física. Dicho de otro modo, hacer física sin el principio de inercia equivale a suspender su intención, aquello que lleva todas las operaciones de vuelta al razonamiento circular de costumbre, con la ayuda de los otros dos principios.

Se ha juzgado el principio de inercia, ilustrado por la bola que rueda por toda la eternidad en un espacio vacío, como algo perfectamente ideal. Pero no se trata de un ideal perfecto sino contradictorio: el movimiento de la bola debe relacionarse con ejes de coordenadas externas a ese sistema, y así tenemos un sistema aislado que tiene la propiedad de no estar aislado. En realidad no puede haber sistemas inercialmente aislados.

Se puede, e incluso se debe, tal como hace Assis, plantear una mecánica completamente relacional sin usar el concepto de inercia introduciendo a cambio el principio de equilibrio dinámico, de forma que “la suma de todas las fuerzas de cualquier naturaleza actuando sobre cualquier cuerpo sea siempre cero en todos los sistemas de referencia”. Esto libera a la física de los conceptos de inercia, masa inerte, espacio absoluto, y las escolásticas distinciones entre marcos de referencia [22].

Lo diametralmente contrario a lo implícito en las leyes de la mecánica también permite una descripción consistente con lo que conocemos. Así, por ejemplo, Alejandro Torassa muestra una dinámica válida para todos los observadores en el que “el movimiento de los cuerpos no está determinado por las fuerzas que actúan sobre ellos, sino que son los propios cuerpos los que determinan su movimiento”, equilibrando las fuerzas que actúan sobre ellos. “El estado natural de un cuerpo en ausencia de fuerzas externas no es sólo el estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, sino que el estado natural de movimiento de un cuerpo es cualquier estado posible de movimiento… todo estado posible de movimiento es un estado natural de movimiento” [23] .

Si la suma de todas las fuerzas es cero en cualquier estado, sólo podrán medirse diferencias y ratios de fuerzas; introducir aquí constantes con dimensiones tendría que estar fuera de lugar. Otra forma de enunciar este principio sería decir que “la suma cero de todas las fuerzas incluye el movimiento observable”, algo que cierta inercia mental hace difícil de aceptar. Tal vez lo captamos mejor si decimos que “el movimiento observable compensa al resto de fuerzas”, es decir, equilibra a las que tampoco son observables. El equilibrio de fuerzas no se confunde con su ausencia, pero lo que observamos es movimiento y velocidad, no fuerzas.

Existen por supuesto otras formas de representar este equilibrio fundamental sin una dependencia directa del movimiento. Podemos tomar la idea de René Guenon de un medio inicialmente homogéneo, en el que a cada compresión en un punto deba corresponderle una expansión igual en otro punto, de tal modo que sus densidades sean recíprocas y su producto sea siempre la unidad, aunque las fuerzas asociadas a ellos puedan ser de signo contrario, atractivas o repulsivas [24]. Si en medio originalmente homogéneo imaginamos la aparición de una porción más llena y otra más vacía, ambas no podrían surgir sin más sin una torsión o helicidad que las conecte -y esa torsión sería un cambio de densidad. La caracterización del equilibrio como producto es lo que hemos considerado aquí como reciprocidad en el sentido más intrínseco.

La cosmología de la física moderna puede aducir que aspectos como el equilibrio general no son cuestiones de principios sino de observación. Lo que ocurre en realidad es que, si todo lo que se observa es movimiento, y se parte del principio de inercia, todo tiene que remitir a causas externas a lo que se observa —de ahí la mano de Dios para definir el movimiento innato de los planetas en Newton, o la noción de un evento al comienzo del tiempo que saque toda la energía de la nada. Así por ejemplo, y contrariamente a la historia publicitada hasta la saciedad, las primeras y más precisas predicciones de la radiación de fondo de microondas no fueron las de Gamow u otros creacionistas, sino las de los físicos que asumían un universo en equilibrio dinámico [25].

Este es el mejor ejemplo de que el supuesto básico sobreentendido se impone sobre todo lo demás, que por el contrario se procura acomodar al supuesto. Poco importa que esto implique la más descomunal violación del principio de conservación de energía, con tal de que se arroje fuera de los límites del terreno de juego.

Para la física moderna, y no sólo la física, el desequilibrio es el padre de todas las cosas, y el equilibrio es sinónimo de muerte y desorganización. Pero las mismas observaciones y datos, han permitido siempre decir que el equilibrio dinámico es el padre y la madre de todas las cosas y que la entropía no lleva a la muerte térmica sino al aumento de la organización.

La verdadera relevancia de este equilibrio dinámico se apreciará debidamente cuando la mecánica y la termodinámica se unan en una sola disciplina como la termomecánica del tipo de la propuesta por Pinheiro u otras equivalentes y más desarrolladas. Y puesto que su sistema de dos ecuaciones es una alternativa al lagrangiano, aún encaja mejor en las ecuaciones de Noskov, puesto que las vibraciones longitudinales de los cuerpos — que coinciden con la fórmula de Planck- equivalen al ingreso de energía libre disponible en el medio.

La termomecánica de Pinheiro está concebida para sistemas abiertos o fuera de equilbrio, y la mecánica relacional, incluso si no se consideran las propiedades del medio, al carecer de constantes dimensionales depende implícitamente del entorno.

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